[发明专利]基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检系统及方法

说明书

基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检系统，包括飞行平台、地面监控系统，飞行平台包括机身结构、动力系统和飞行控制系统，机身结构上还搭载有激光扫描仪和无线数据传输模块，飞行控制系统包括处理控制单元以及与处理控制单元连接的惯性导航单元和卫星导航单元。基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检方法，通过激光扫描数据、位置数据、姿态数据进行三维点云解算，获得电力线走廊的三维点云，通过电力线点云提取，获得相对位置关系；规划下一个航迹的调整信息；并与设定的净空阈值比较，判断净空隐患点；实时回传隐患点数据至地面监控系统；向隐患引导终端发送隐患点数据；隐患引导终点显示隐患点数据，并形成前往进行隐患排查的导航轨迹。

技术领域

本发明属于电力线走廊巡检技术领域，尤其与一种基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检系统及方法相关。

背景技术

国内高等级220kV及以上电力输电线路总长度超过百万公里，输电线路走廊中的树木植被、违章建筑、破土动工等隐患对于输电线路正常工作存在极大威胁，输电线路走廊的日常巡检维护工作对于保证输电线路安全，保障国民生产生活具有重要意义。

传统的人工巡检方式依赖巡检人员对电力线走廊进行实地踏勘，工作量大，存在极大的人身安全风险；可见光航拍巡检因航拍角度和距离的影响，无法准确的检测植被和建筑等隐患与电力线之间的空间位置关系，准确性差。

随着激光雷达技术在电力巡检中的推广，基于激光雷达的电力线走廊巡检技术也逐步完善，但仍然存在以下问题：

1、现有的激光雷达电力线走廊巡检技术因激光雷达技术的限制，无法实现快速、高落差条件下的高密度点云获取；

2、飞行器效率的低下，也导致了外业数据采集时间长，费用高的问题；

3、激光雷达巡检数据后处理作业方式，无法满足电力应急、隐患快速排除等应用的实时性要求；

4、巡检和隐患排除团队依序独立作业，增加工作量。

因此，开发一款能够实现近距离飞行作业、具备高实时性和低成本的电力线快速巡检系统，对于提高电力巡检效率是必要的。

发明内容

针对上述现有技术缺陷，本发明提出一种基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检系统及方法，通过飞行控制系统和任务设备实现对三维点云数据的解算、电力线精确提取，为飞行平台的航迹规划提供精准的调整数据，为巡检排查提供精准的测算数据，并能快速反馈到地面监控和巡检团队的隐患终端，满足电力应急、隐患快速排除等应用的实时性要求。

本发明采用以下技术：

基于激光扫描引导的电力线走廊快速巡检系统，包括沿电力线走廊巡检飞行的飞行平台、以及与飞行平台无线通讯的地面监控系统，飞行平台包括机身结构以及设置于机身结构上的动力系统和飞行控制系统，飞行控制系统连接动力系统，其特征在于：

机身结构上还搭载有任务设备，任务设备包括激光扫描仪和无线数据传输模块，

飞行控制系统包括处理控制单元以及与处理控制单元连接的惯性导航单元和卫星导航单元，

激光扫描仪和无线数据传输模块连接处理控制单元，

无线数据传输模块通过无线数据传输方式连接地面监控系统，

地面监控系统通过移动互联网连接有隐患引导终端；

处理控制单元，用于对激光扫描仪反馈的扫描数据、惯性导航单元反馈的姿态数据、卫星导航单元反馈的位置数据进行联合解算以获得三维激光点云数据，并进行电力线点云提取以计算出相对位置关系信息，然后一方面将根据相对位置关系信息规划的下一个航迹调整信息反馈给动力系统，另一方面将相对位置关系信息及根据相对位置关系信息与设定净空阈值比较判断出的净空隐患点信息发送给无线数据传输模块；